Física_2_curso_Plan_Común_Leyes_de_Newton_Parte_I__Aplicaciones _viernes_14_de_agosto

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CURSO: 2° Bachillerato Científico y 1° Bachillerato Técnico. 
CAPACIDAD: Aplica las leyes de Newton en la resolución de situaciones problemáticas. 
TEMA: Leyes de Newton. Aplicaciones. 
INDICADORES: 
❖ Interpreta la primera Ley de Newton a través de ejemplos. 
❖ Explica la segunda Ley de Newton a través de ejemplos. 
❖ Interpreta la tercera Ley de Newton a través de ejemplos. 
❖ Aplica la segunda Ley de Newton en situaciones problemáticas. 
 OBSERVACIÓN: Queda a criterio del docente agregar más indicadores y/o aumentar puntaje (1 
punto por indicador). 
ACTIVIDADES: 
I. Analiza y responde: 
1. ¿Por qué un maratonista sigue corriendo varios metros más allá de la línea de llegada? 
2. ¿Cuál de las Leyes de Newton experimenta un nadador? Explica. 
3. Considera el choque entre un ómnibus y una bicicleta. ¿Crees que la fuerza que ejercerá 
el ómnibus sobre la bicicleta será mayor, menor o igual a la fuerza ejercida por la 
bicicleta sobre el ómnibus? 
4. ¿Qué debe hacer un vendedor de manzanas al lanzarse de un colectivo en movimiento 
para no caerse? Justifica tu respuesta. 
5. La velocidad que un cohete precisa adquirir para de esa manera poder colocarse en 
órbita. Explica cuál de las Leyes de Newton se debe aplicar en esta situación. 
6. ¿A cuál de las leyes de Newton corresponde la siguiente situación? La fuerza con la que 
se debe patear una pelota de fútbol para que esta modifique su velocidad. 
II. Resuelve los siguientes problemas: 
1. Una fuerza le proporciona a la masa de 2,5 Kg. una aceleración de 1,2 m/s2. Calcula la 
magnitud de dicha fuerza en Newton y dinas. 
2. Calcula la magnitud de la aceleración que produce una fuerza cuya magnitud es de 50 N 
a un cuerpo cuya masa es de 5000 g. Expresa el resultado en m/s2. 
3. Calcula la masa de un cuerpo si al recibir una fuerza cuya magnitud de 100 N le produce 
una aceleración cuya magnitud es de 2 m/s2. 
4. ¿Cuál es el peso en la luna, de un astronauta que en la tierra pesa 700N? Considera: 
 gt= 9,8m/s2 y gL= 1,6 m/s2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
¡ANALIZA CON TU PROFE! 
5. Explica cómo actúa las Leyes de Newton en cada situación presentada. 
 
 
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MEDIOS DE VERIFICACIÓN: Queda a criterio del docente los medios de verificación que 
utilizará. 
PUNTAJE: 4 puntos. 
BIBLIOGRAFÍA 
✓ Bonjorno, R. y otros (1996) Fisica Volúmen Único.FTD. San Paulo. Brasil. 
✓ Pérez Montiel. H. (2010). Física General. Cuarta Edición. Editorial Patria. México. 
✓ Rejala, A. Sztrajman, J. (2011). Física l. Primera Edición. Aique grupo editorial S.A. 
Argentina. 
✓ Grange, B. (2015). Descubriendo la Física. Física 1. San Lorenzo – Paraguay. 
✓ Navarro, R. (2020). Material de Apoyo. Física I. Ñemby- Paraguay. 
 
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Información Básica 
DINÁMICA 
En la unidad anterior estudiamos el movimiento de los cuerpos sin tener en cuenta su masa y la 
fuerza que actúa sobre ella; y la parte de la mecánica que se encarga de estudiar esas causas es 
la Dinámica. Por lo tanto, la dinámica es una parte de la mecánica que se encarga del estudio 
del movimiento de un cuerpo y las causas que lo produzca. 
¿Sabías que? 
 
 
 
La Dinámica de partículas se basa en las leyes fundamentales enunciados por Newton, 
apoyándose en la observación, experimentación, y teorías de teorías anteriores a él, siendo 
Galileo, Kepler y Descartes los más relevantes. En ese trabajo Newton consiguió establecer 
relaciones entre la masa del cuerpo y su movimiento, surgiendo así tres leyes básicas, que son 
llamadas leyes de Newton o principios de la Dinámica. 
 
Definiciones básicas a tener en cuenta. 
• Masa: es una propiedad inherente a la materia. 
• Fuerza: es la interacción de los cuerpos. Es una magnitud vectorial que actuando sobre un 
cuerpo es capaz de modificar su estado de reposo o movimiento, por tanto puede 
provocar aceleración escalar, angular o deformaciones. 
• Inercia: es una propiedad de los cuerpos, relacionada con la masa de resistirse al cambio 
de su estado de movimiento o reposo. Ejemplo: cuando estamos sentados en el asiento 
de un colectivo y este inicia su movimiento bruscamente nuestro cuerpo se inclina hacia 
atrás; esto es debido a que el cuerpo está en reposo y tiende a permanecer en reposo; sin 
embargo, si después de su movimiento este frena bruscamente; entonces nuestro cuerpo 
se inclina hacia adelante; esto es porque el cuerpo tiende a permanecer o continuar en su 
estado de movimiento. 
• Sistema Inercial de Referencia: hace mención a un sistema cuya aceleración es nula, por 
lo tanto no posee fuerza. 
 
 
 
Isaac Newton: Matemático y físico inglés (1642 – 1727). Nació en Woolsthorpe. A los 
24 años al caerle una manzana del árbol lo inspiro a descifrar la Ley de la Gravedad; por 
lo tanto se le atribuye como el creador de la Ley de la Gravedad. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Las tres Leyes de Newton que también son llamados principios, se enuncian a continuación: 
PRINCIPIO DE INERCIA O LA 1º LEY DE NEWTON 
Ningún cuerpo es capaz por sí mismo de modificar su estado de reposo o variar su 
velocidad; en definitiva: es incapaz de producir aceleración hasta que una fuerza externa 
actué sobre ella. 
 
Si se jala rápidamente el mantel, la botella 
seguirá en pie porque la fuerza solo se aplica 
sobre el mantel y no sobre el objeto. 
 
 
Los planetas del sistema solar permanecen en 
constante movimiento, así han estado por miles 
de años y no cambiara esta situación a menos 
que una fuerza se aplique sobre ellos 
 
 
Al chocar la bicicleta contra la piedra, el cuerpo 
sale disparado hacia adelante; ya que tiende a 
continuar con su estado de movimiento 
 
Otro ejemplo que se puede analizar es: 
Si lanzamos sobre un terreno horizontal un cuerpo prismático de madera, su velocidad va 
disminuyendo hasta pararse. Y si se lanza el mismo cuerpo sobre una superficie encerada y su 
velocidad sufrirá, cada segundo menor disminución. Esto sucede porque son menores los 
rozamientos que existen entre el cuerpo y la superficie sobre la que se desliza. Si lanzamos el 
cuerpo sobre una superficie horizontal de hielo la disminución de su velocidad será todavía 
menor. Si consideramos que no existen agentes externos, y el cuerpo no sufriese rozamiento 
alguno, la velocidad se mantendría constante, es decir, el cuerpo seguirá siempre con la 
misma velocidad. 
Por lo tanto, el movimiento rectilíneo y uniforme de un cuerpo en un estado natural como 
el reposo y que el cuerpo esté libre cuando sobre ella no interactúan fuerzas; la velocidad 
permanece constante. 
Obs: Si se tiene en cuenta que si sobre un punto material la fuerza resultante es nula, el 
mismo estará en reposo (MRU). 
ΣF = 0 o FR = 0 => a = 0 (MRU) V= cte. 
 
 
https://karinaachurra5.files.wordpress.com/2014/08/inercia2.png
https://karinaachurra5.files.wordpress.com/2014/08/sistema-soalr.jpg
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA DINÁMICA O 2º LEY DE NEWTON 
Esta Ley se refiere a los cambios en la velocidadque sufre un cuerpo cuando recibe una fuerza. 
Un cambio en la velocidad de un cuerpo efectuado en la unidad de tiempo recibe el nombre de 
aceleración. Así, el efecto de una fuerza desequilibrada sobre un cuerpo produce aceleración. 
Cuando mayor sea la magnitud de la fuerza aplicada, mayor será la magnitud de la aceleración. 
Esta segunda Ley de Newton también relaciona la aceleración con la masa de un cuerpo, pues 
señala claramente que una fuerza constante acelera más a un objeto con menor masa que uno 
con mayor masa. Por lo tanto; la fuerza que hace que dos cuerpos interactúen entre si y 
modifiquen su estado natural, es igual al producto de su masa por la aceleración. 
Ecuación Fundamental de la Dinámica 
𝒂 =
𝑭
𝒎
 
Para entender mejor, pongamos de ejemplo varias pelotas de distintas masas. Si a cada pelota 
le aplicamos una misma fuerza al patearla, podremos ver que cada una de ellas alcanzará una 
distinta aceleración; esto es debido a que la aceleración depende de la masa del cuerpo y la 
fuerza aplicada. 
 
Analicemos más ejemplos: 
✓ No es necesario ejercer la misma fuerza sobre un carrito de supermercado para así 
empujarlo si está vacío o cargado. 
✓ Establecer la fuerza, así como también el ángulo que debe adquirir una gomera para que 
la piedra que se lance dé en el blanco esperado. 
✓ La fuerza que debe ejercer un golfista para que su pelota llegue al hoyo. 
✓ Empujar un auto averiado entre más personas hará que el auto se mueva a mayor 
velocidad 
✓ Si empujamos dos bicicletas a dos niños: uno de 4 años y otro de 10 años, para que 
lleguen al mismo lugar, deberá ejercer más fuerza al empujar al niño de 10 años pues su 
peso es mayor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Unidades de Medidas de Fuerza 
 
Sistema Longitud Masa Tiempo Fuerza 
S.I 
m 
(metros) 
Kg s 
N 
 (Newton) 
CGS 
cm 
(centímetros) 
g s 
 dyn 
(dina) 
MKgfs 
m 
(metros) 
U.t.m s 
kgf 
 (kilogramo – fuerza) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ejemplo 1 
Determina la magnitud de la fuerza que recibe un cuerpo de 30 kg, la cual le produce una 
aceleración cuya magnitud es de 3 m/s2. 
Solución 
Datos Aplicamos la ecuación: F = m.a 
F = ? F = 30 Kg . 3 m/s2 
m = 30 Kg F = 90 N 
a = 3 m/s 
 
 
 
 
 
RELACIONES ENTRE UNIDADES 
1N => 105 dyn 
1kgf => 9,8N => 9,8.105 dyn 
1utm => 9,8 kg 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRINCIPIO DE ACCIÓN Y REACCIÓN O TERCERA LEY DE NEWTON 
Esta Ley de Acción y Reacción se da cuando dos 
cuerpos interactúan entre sí. Por lo tanto, a toda 
acción corresponde una reacción con la misma 
intensidad, dirección pero de sentido contrario. La 
aceleración que adquirirá cada cuerpo es 
inversamente proporcional a la propia masa. 
 
Pero podemos observar en la imagen que el golpe 
genera una fuerza de reacción de sentido contraria 
a la pelota. La acción que produce la fuerza que se aplica al patear una pelota, ocasiona una 
fuerza de reacción que se manifiesta sobre el pie, por lo que existe una interacción mecánica 
entre el pie y la pelota. 
La ecuación matemática de acción y reacción esta expresada de la siguiente manera: 
𝑭𝟏,𝟐 = − 𝑭𝟐,𝟏 
La fuerza del cuerpo 1 (el jugador) sobre el cuerpo 2 (la pelota) es denotada por F1,2, que es la 
fuerza de acción, es igual a la fuerza del cuerpo 2 (la pelota) sobre el cuerpo 1 (el jugador) F2,1, 
siendo ésta la fuerza de reacción. 
La fuerza de reacción de la pelota tendrá la misma dirección y magnitud que la fuerza de acción 
del jugador, pero en sentido contrario a esta. 
Si bien las fuerzas de acción y reacción poseen la misma fuerza, los efectos producidos por ellas 
dependerán de la masa y de las características de cada cuerpo. 
Otros ejemplos que se puede analizar; cuando caminamos, debido a la fuerza de fricción entre 
nuestros zapatos y el suelo, empujamos al suelo en un sentido (acción) y nos desplazamos hacia 
otro sentido (reacción). La interacción que se aprecia se da entre el zapato y el suelo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUERZA NETA SOBRE UN CUERPO EN CAÍDA LIBRE 
Aristóteles creía erróneamente que los objetos de mayor masa caían con mayor rapidez que los 
ligeros, proporcionalmente a su peso. Galileo, siglos después, aseguro que un cuerpo caía con 
aceleración constante e independiente a su peso. La aceleración constante de un cuerpo en 
caída libre se denomina aceleración de la gravedad y se representa con la letra g, asumiendo un 
valor de 9,8 m/s2. 
Al aplicar la ecuación fundamental de la dinámica la fuerza neta sobre un cuerpo en caída libre, 
donde identificamos a la fuerza F como fuerza peso de un cuerpo, resulta: 
𝑷 = 𝒎. 𝒈 
Donde la dirección del peso es según la vertical del lugar. 
“Esta aceleración de la gravedad depende de la distancia del cuerpo al centro de la Tierra. 
Quiere decir que un paracaidista al saltar del avión tiene un peso determinado y al llegar a la 
superficie de la Tierra tiene un peso mayor” 
 
Ejemplo 2 
Calcula el peso de un cuerpo de 2 Kg de masa en un lugar donde la aceleración de la gravedad 
es igual a 9,8 m/s2 
Solución 
Datos 
m = 2 Kg 
a = g = 9,8 m/s2 
P = ? 
 
Para tener en cuenta: 
Masa Peso 
- Indica la cantidad de materia que posee un 
cuerpo. Es la medida cuantitativa de la inercia 
de un cuerpo. 
- Es un valor constante. Independiente del 
lugar. 
-Es una magnitud escalar y fundamental. 
- Se mide con la balanza. 
- Es la fuerza de atracción gravitacional que 
ejerce la tierra sobre los cuerpos. 
-Depende del lugar. Varía. 
- Es una magnitud vectorial y derivada. 
- Se mide con el dinamómetro. 
 
 
 
 
 
 
Debes demostrar lo que aprendiste realizando las 
actividades propuestas, si tienes dudas tu profe está siempre 
pendiente de ti, comunícate. 
 
 
Desarrollo 
P = m.g 
P = 2 Kg . 9,8 m/s2 
P = 19,6 N 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ficha Técnica 
Docente Responsable de la Elaboración del Plan: Lic. Fernando Rafael Recalde Torres. 
Docente Responsable de la Revisión y Corrección: Prof. Lic. Rosa Angélica Navarro Garay. 
Docente Responsable de la Ampliación y corrección: Lic. Ramona González Vallejos. 
Docente Responsable de la Edición Final: Lic. Ramona González Vallejos (CEPB – FaCEN – UNA). 
Docente Responsable de Evaluación de los Aprendizajes: Prof. Lic. Simón Francisco Ruiz Díaz Vicézar. 
Docente Responsable de la Revisión de Estilo: Prof. Mg. Ramona Soledad Jara Mareco. 
Coordinación del área de Física: Prof. Lic. Simón Francisco Ruíz Díaz Vicézar (BECAL – Colombia 01). 
Coordinación General de Ciencias Básicas: Prof. Lic. María Cristina Carmona Rojas (BECAL – Colombia 01).